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RK3588 EVB开发板原理图讲解【八】 RK3588 power Tree

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     楼主| 发表于 2025-3-11 15:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    一、RK3588电源架构核心特点

      5 O' ]3 r/ r% z! C% w
    • ​多电源域设计​
      5 c' B( H) @) \2 _, C+ I
        1 H2 z& _8 w& Q4 Q* q# z
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:- E; Z4 D4 F. W9 W3 [+ ?2 i* M

          / W0 i& n& p" u
        • ​CPU核域:为ARM Cortex-A76/A55组成的多核集群供电(通常为0.9V-1.2V)
        • ​GPU域:为Mali-G610 GPU核心供电(典型电压0.8V-1.0V)
        • ​NPU域:为神经网络处理器供电(可能低至0.6V-0.9V)
        • ​ISP域:支持图像信号处理器的高精度供电(如1.8V)
        • ​IO域:外围接口供电(如1.8V/3.3V)
          % c! D; b1 _# I; Y" j+ m- j
        3 a4 K( h1 H! d: O& S6 X5 O
    • ​电源管理单元(PMU)​​$ {! ^# T/ J/ J* u( J! v; E" D
        4 t( T$ T. j5 `
      • 集成高精度DC-DC转换器(如 buck、boost)和LDO线性稳压器
      • 支持动态电压频率调整(DVFS)以优化能效
        : ]8 B% l  q' X& v8 R
    • ​关键电源模块​. y0 ?5 U, l1 {3 M7 Z
        ( d$ l1 X1 ?( B% q# d9 a" a
      • ​主电源输入:通常为5V/12V DC输入
      • ​电源树拓扑:分层降压结构(如5V→3.3V→1.8V→核心电压)
      • ​去耦电容布局:在每个电源引脚附近放置MLCC滤波电容(如10μF+100nF组合)
        2 Q9 K0 W: }0 |% |7 [3 {6 @
      + T' U4 P* I$ }# t* x& `

    ​二、解读电源分布图的关键步骤

      1 t/ ?9 Z5 b0 p$ Q# x& U4 z
    • ​识别电源节点​4 z9 D8 y# p' T' b
        8 z+ p% z$ E) }- ?9 A
      • 检查图中标注的电压值(如VDD_CPU、VDD_GPU)和电流规格
      • 确认电源流向:从输入电源→PMU→各功能模块
        * B' j( P6 O5 p6 v0 q: C0 f+ X
    • ​分析供电路径​7 U4 g. j: Z2 o, I
        / j8 |3 H( o' p4 y5 v6 A
      • 追踪核心电压的产生过程(例如:5V → LDO33 → 分压电路 → CPU核心)
      • 注意旁路电容(Bypass Capacitor)的位置是否靠近负载
        / R* m7 U6 N* B, j7 l
    • ​检查关键器件​. Q/ l3 @) j" D0 U+ k

        8 \# Y9 L2 l2 I/ q- @2 \& K! _
      • DC-DC芯片型号(如RK8608、TPS61088)
      • LDO型号及输出电流能力
      • 电源开关电路(MOSFET驱动电路)
        ) ^' h6 Z' T) z3 o( W; N4 ^7 ~
    • ​验证完整性​6 Y# D1 i9 R. B

        ) o- u, A" x4 W' N9 I% L, B; }
      • 是否包含复位电路供电(如VDD_RST)
      • 时钟电路的独立供电(如VDD_CLK)
      • ESD保护二极管的位置3 ?. j- K  B) O7 u9 I  u

      2 j/ k+ H" g# h& k

    ​三、常见问题与优化建议

      5 W; l" g" ?5 @) b3 J6 e3 u
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​# T# A9 y) E! Q1 M' m
        7 P! l& O. x& c# O+ O
      • 长路径或高电流区域需增加铜线宽度或添加中继器(Buffer)
      • 检查滤波电容是否足够(高频噪声用小电容,低频用大电容)9 i! o: w" w* \! l0 X6 E) @
    • ​功耗优化​
      ( Q9 O6 {4 a0 e' h$ X! g. U

        * d8 k) i. z0 ~! e! [
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET  W, V8 u. E, B- g1 {2 @
    • ​热设计​
      , m6 P& C+ y2 t  J0 V
        ) s  |' U2 ?: r1 w- z) B
      • DC-DC转换器和LDO的散热布局是否合理
      • 高功率模块附近是否有足够的散热片
        $ |: j6 F/ L  z
      3 W8 y9 z8 P% G

    ​四、参考资料

      9 P* S7 q2 G: V; h3 E4 Y
    • Rockchip RK3588 TRM(技术参考手册)
    • 典型电源设计方案:如《Rockchip RK3588 Development Board Power Design Guidelines》
    • EDA工具电源仿真:使用cadence Sigrity或ANSYS PowerArtist进行电源完整性分析1 r2 `# m, k% J( \7 w8 {
    ; Z% T/ i# Z+ ]
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明3 y' h: _9 I% Y, E% g
    系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:

    2 c! z* I7 u8 c
      * S" i0 K6 t6 J6 R) S1 u
    • ​主电源接口:配置标准D型电源插座(DC JACK)及AXT系列工业电源连接器,额定负载≥3A,满足大电流供电需求;
    • ​辅助电源扩展区:右侧上部预留电源规划区域,需依据系统级电源规划需求配置DC-DC转换模块。建议对以下高功耗外设进行供电评估:
      7 q' {" I' X) H) i% w5 M! V7 t
        - Y) V# P0 H- J! W% |0 ]  @
      • 高速风扇阵列(≥3A峰值电流)
      • 多分辨率摄像头模组(如4K ISP,功率密度>2W)
      • PCIe扩展卡(x16 Gen5接口,需独立供电回路)" P4 ]# W- N6 m+ S1 p/ c
      $ C$ p- g4 k/ Q5 r- s

    ! q6 `& |/ y! U/ l/ W
    - u  k& }4 T5 V4 W; }- t0 x/ j- _这部分是DCDC部分,把12V降压到5V和4V,其中4V给rk806  5V工给外设 主要是usb。) O( \6 Q/ R9 X% ]2 _! b

    * S8 f. g/ K, f6 z7 j( \3 u- T, R0 d! {2 M; w5 B
    1. ​电源管理单元(PMU)​

      4 |" C8 U; O( r# u# h- z
    • ​BUZO节点:PMU核心电路供电
    • ​LOGU系列:逻辑控制电路相关(如时钟树、复位电路)
      7 W0 M7 k' s/ K6 c1 x
    2. ​外设电源分配
      1 Q5 X' U8 W+ T! F
    • ​摄像头模块:CVD GRED和VOGUELO(ISP摄像头供电,需匹配MIPI CSI接口电压)
    • CIe接口:对应PCIe 3.0的12V辅助供电
    • ​音频编解码器:VIGAMI GUIMULAH可能为音频Codec供电(如5V/3.3V); W" S" q* L, B* ~
    3. ​电源完整性措施
      0 a3 M; z4 r8 w4 o2 [; ]
    • ​旁路电容布局:图中密集的蓝色/紫色线条可能表示多层PCB的电源平面分割,关键节点(如DDR)旁应有高频电容(如01005封装)
    • ​去耦设计:VOG DGIOG可能为数字接口供电,并集成RC滤波网络
      9 z* ]2 @- s- v: D6 T+ B9 o
    7 w' ^( K; \* R% F* y* E: n( t' B# `

    7 d" ]& J1 F* D8 d
    + ~9 u( u! t  a' I0 K8 u% T, x+ [. u& |0 U
    ​一、整体架构概览
    核心目标:为RK3588芯片不同功能单元(CPU/GPU/NPU)提供精准供电
    * o7 f- q0 ]- J# h7 ^; X/ Z( l四大模块
      2 U) P5 H: s5 ^
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      , h; q2 B6 z# ]

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​

      3 V& u) L5 P( T- i, ?  L1 V
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      ! S! M' ]% b- F4 j5 o
        . v4 q2 K+ B  M8 q' U! \
      • ​VDD CPU BIG0:给大核(如A76)供电(标称电压需查芯片手册)
      • ​VDD CPU BIG1:给小核(如A55)供电. Q3 J  ^1 L6 J( Y
    • ​关键参数:
      7 P! S: \4 ^: b0 l

        4 r! y- G. |; G; q$ d. M
      • 序列号 Seq:A/B 表示硬件电路区分
      • 最大电流标注为 6A(满足多核高性能需求)
        0 s' o& k$ f9 _+ }( K, G, p) p

      0 T; A. Q9 J! d! M0 u) R' _! X
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​
      5 y  p9 e0 U6 i3 X* b* [( }' S
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:" F# Q3 {9 O1 a) b8 x) J% J$ t. ^
        , j/ P+ ^. Q0 o. T% Y' P  I* ?
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电+ T6 @  |/ O) G  S. b7 M7 }
    • ​特点:
      4 n( e, i3 w" i" `# c
        4 ^1 u6 {( G- L1 b6 j: m/ {
      • 单独为GPU/NPU设计,支持高瞬态电流(6A峰值)
      • 通过硬件电流检测(I-sense)优化能效  ~$ u3 Q1 _+ U3 F
      9 s! C- \. ~; X1 m9 N
    ​3. EXT DC/DC转换器
      1 U3 R# G, M6 z7 d# L* A
    • ​输入:主板3.3V(VCC_3V3) + ​远程使能信号​(PMC遥控_EN OUT)
    • ​输出:1V1低噪声电源(VCC 1V1 NLDO)
    • ​用途:
      5 |! H1 U) k' s/ g/ c7 R0 F2 ?& e
        & w1 i, ^4 x. A5 e
      • 为对电压敏感的模块(如DDR内存、高速接口)供电
      • 外置设计可降低主PMU热负荷
        , m/ L/ k, [# I6 u
      - y* t! F  q% t% L; }; E

    ​三、信号流向与控制逻辑

      4 ?7 r6 W! p; b( P5 j
    • ​电源启动顺序:% k; _; p8 }7 P, E1 u# d$ M
          g; a+ F0 u% A9 f1 g5 z, P0 _3 q$ Y
      • 所有模块需先接通3.3V主电源(VCC_3V3)
      • 通过EN信号逐级启用(避免上电冲击)
        9 u, @- q1 `+ p3 T
    • ​电压协同:
      5 W6 V! \# A9 C) q

        + @2 y* P) `6 O) i! i6 i
      • RK860-2/RK860-3通过I2C总线通信
      • GPU负载高时自动通知RK860-2调高CPU电压
          r  }& ^: p) M. U
    RK3588 Power Tree完整版图太大,截图看不完,需要的可以下载附件完成版。4 |2 b2 q2 Q8 y
    RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2)
    - @1 P! ~8 H( F( E0 X. pRK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:
    9 M4 G8 [6 h# GRK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计
    # L8 R& H$ @" {# e+ S9 R1 s, GRK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计& e* K  s7 J2 X- V- `& Y/ W  I
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计" ~2 a* U1 c* {( \# F! J
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计
    ' h  S1 S( n# p$ ?' Q, e) _RK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计
    / G4 [- z! N" t( }. i$ e" jRK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计
    9 r/ [' v  f# H1 v) ?4 A0 CRK3588 EVB开发板原理图讲解【七】RK3588原理图设计- 开机按键电路设计  B: V% y& g9 H- C  s5 `+ W0 F: Q
    1 |! S' ~; O% f1 G8 K/ P5 J
    9 f& P) Y' ^9 B: B+ A# D$ R1 R
    8 J% q  d( Y' N% V4 L

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    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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